特許ウォッチ

公開番号2024124709
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-13
出願番号2023032583
出願日2023-03-03
発明の名称電力変換回路、及び半導体モジュール
出願人富士電機株式会社
代理人弁理士法人一色国際特許事務所
主分類H02M 7/48 20070101AFI20240906BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】出力電圧の波形の歪を抑制できる電力変換回路を提供する。
【解決手段】電力変換回路は、正電圧側の第1ラインに接続された第1スイッチング素子と、前記第1スイッチング素子に接続されたカソードと、負電圧側の第2ラインに接続されたアノードと、を有する第1ダイオードと、前記第1ラインに接続されたカソードを有する第2ダイオードと、前記第2ダイオードのアノードと、前記第2ラインとに接続された第2スイッチング素子と、前記第1スイッチング素子及び前記第1ダイオードが接続された第1ノードと、前記第2スイッチング素子及び前記第2ダイオードが接続された第2ノードと、の間に直列接続された第1及び第2コイルと、前記第1コイルと、前記第2コイルとが接続された第3ノードと、第3ラインとの間に接続された第1コンデンサと、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
正電圧側の第１ラインに接続された第１スイッチング素子と、
前記第１スイッチング素子に接続されたカソードと、負電圧側の第２ラインに接続されたアノードと、を有する第１ダイオードと、
前記第１ラインに接続されたカソードを有する第２ダイオードと、
前記第２ダイオードのアノードと、前記第２ラインとに接続された第２スイッチング素子と、
前記第１スイッチング素子及び前記第１ダイオードが接続された第１ノードと、前記第２スイッチング素子及び前記第２ダイオードが接続された第２ノードと、の間に直列接続された第１及び第２コイルと、
前記第１コイルと、前記第２コイルとが接続された第３ノードと、第３ラインとの間に接続された第１コンデンサと、
を備える電力変換回路。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電力変換回路であって、
前記第１ラインに接続された第２コンデンサと、
前記第２コンデンサに直列接続されるとともに、前記第２ラインに接続された第３コンデンサと、
を備え、
前記第１コンデンサは、
前記第３ラインを介して前記第２及び第３コンデンサの接続ノードに接続される、
電力変換回路。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電力変換回路であって、
１次巻線として前記第１コイルを用い、２次巻線として前記第２コイルを用いるトランスを備える、
電力変換回路。
【請求項４】
請求項３に記載の電力変換回路であって、
前記１次巻線の巻き数と、前記２次巻線の巻き数とは等しい、
電力変換回路。
【請求項５】
請求項４に記載の電力変換回路であって、
前記第１及び第２スイッチング素子は、ＩＧＢＴである、
電力変換回路。
【請求項６】
請求項４に記載の電力変換回路であって、
前記第１及び第２スイッチング素子は、ワイドバンドギャップ半導体を用いた素子である、
電力変換回路。
【請求項７】
請求項１に記載の電力変換回路を複数備えるインバータ回路。
【請求項８】
正電圧側の第１ラインに接続された第１スイッチング素子と、
前記第１スイッチング素子に接続されたカソードと、負電圧側の第２ラインに接続されたアノードと、を有する第１ダイオードと、
前記第１ラインに接続されたカソードを有する第２ダイオードと、
前記第２ダイオードのアノードと、前記第２ラインとに接続された第２スイッチング素子と、
前記第１ラインが接続される第１端子と、
前記第２ラインが接続される第２端子と、
前記第１スイッチング素子及び前記第１ダイオードが接続された第１ノードが接続される第３端子と、
前記第２スイッチング素子及び前記第２ダイオードが接続された第２ノードが接続される第４端子と、
を備え、
前記第３端子及び第４端子の間には、
直列接続された第１及び第２コイルと、前記第１及び第２コイルとが接続された第３ノードに接続される第１コンデンサと、が接続される、
半導体モジュール。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換回路及び半導体モジュールに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
一般的な電圧型三相ＰＷＭインバータにおいて、一つのレグは、上アーム及び下アームのそれぞれにスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ）を有する。この構成の場合、上アーム及び下アームのスイッチング素子が同時にオンすると、高電位側から低電位側へと貫通電流が流れる。そのため、上アーム及び下アームのスイッチング素子が同時にオンしないよう、デッドタイムを設ける必要がある（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１２－１３５１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、デッドタイムを設けると、負荷に流れる電流に応じて、三相ＰＷＭインバータの出力電圧の波形が大きく歪むことがある。
【０００５】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、出力電圧の波形の歪を抑制できる電力変換回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述した課題を解決する本発明にかかる電力変換回路の態様は、正電圧側の第１ラインに接続された第１スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子に接続されたカソードと、負電圧側の第２ラインに接続されたアノードと、を有する第１ダイオードと、前記第１ラインに接続されたカソードを有する第２ダイオードと、前記第２ダイオードのアノードと、前記第２ラインとに接続された第２スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子及び前記第１ダイオードが接続された第１ノードと、前記第２スイッチング素子及び前記第２ダイオードが接続された第２ノードと、の間に直列接続された第１及び第２コイルと、前記第１コイルと、前記第２コイルとが接続された第３ノードと、第３ラインとの間に接続された第１コンデンサと、を備える。
【０００７】
前述した課題を解決する本発明にかかる半導体モジュールの態様は、正電圧側の第１ラインに接続された第１スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子に接続されたカソードと、負電圧側の第２ラインに接続されたアノードと、を有する第１ダイオードと、前記第１ラインに接続されたカソードを有する第２ダイオードと、前記第２ダイオードのアノードと、前記第２ラインとに接続された第２スイッチング素子と、前記第１ラインが接続される第１端子と、前記第２ラインが接続される第２端子と、前記第１スイッチング素子及び前記第１ダイオードが接続された第１ノードが接続される第３端子と、前記第２スイッチング素子及び前記第２ダイオードが接続された第２ノードが接続される第４端子と、を備え、前記第３端子及び第４端子の間には、直列接続された第１及び第２コイルと、前記第１及び第２コイルとが接続された第３ノードに接続される第１コンデンサと、が接続される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、出力電圧の波形の歪を抑制できる電力変換回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
インバータ回路１０の構成の一例を示す図である。
電力変換回路４０ｕの構成の一例を示す図である。
コンデンサ３００が充電される際の電力変換回路４０ｕの電流経路の一例を示す図である。
コンデンサ３００が放電される際の電力変換回路４０ｕの電流経路の一例を示す図である。
電力変換回路４０ｕの出力電圧Ｖｕの一例を示す図である。
ＩＧＢＴ２００，２４０が同時にオンする際の電力変換回路４０ｕの電流経路の一例を示す図である。
ＩＧＢＴ２００，２４０が同時にオフする際の電力変換回路４０ｕの電流経路の一例を示す図である。
ＩＧＢＴ２００，２４０が同時にオン又はオフする際の制御信号Ｓ０，Ｓ１の一例を示す図である。
半導体モジュール４００の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許